Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2161737C1 - Multistage centrifugal pump - Google Patents

Multistage centrifugal pump Download PDF

Info

Publication number
RU2161737C1
RU2161737C1 RU2000105124/06A RU2000105124A RU2161737C1 RU 2161737 C1 RU2161737 C1 RU 2161737C1 RU 2000105124/06 A RU2000105124/06 A RU 2000105124/06A RU 2000105124 A RU2000105124 A RU 2000105124A RU 2161737 C1 RU2161737 C1 RU 2161737C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
disk
impeller
blades
ratio
Prior art date
Application number
RU2000105124/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Лукин
Р.И. Козлов
В.П. Негребецкий
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод"
Priority to RU2000105124/06A priority Critical patent/RU2161737C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161737C1 publication Critical patent/RU2161737C1/en
Priority to AU50696/01A priority patent/AU5069601A/en
Priority to PCT/RU2001/000085 priority patent/WO2001065119A1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24Vanes
    • F04D29/242Geometry, shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic machinery engineering; construction of stages of submersible centrifugal pumps; production of oil. SUBSTANCE: pump stage includes impeller mounted on shaft which consists of drive disk, driven cover disk and blades. Guide apparatus consists of vane cover disk, cylindrical holder and vanes. Ratio of number of blades to number of vanes is equal to 1.75. Ratio of width of blades to width of vanes ranges from 0.75 to 0.95. Ratio of diameter of impeller and/or diameter of vane cover disk to inner diameter of cylindrical holder ranges from 0.92 to 0.97. Angle of contact of each blade ranges from 98 to 104 deg. at varying radius smoothly increasing from impeller inlet to its outlet. Ratio of minimum average radius of blade and its maximum average radius to diameter of drive disk is selected from 0.27 to 0.81. Ratio of thickness of blade to diameter of drive disk ranges from 0.027 to 0.06. Each vane of guide apparatus has contact angle of from 130 to 134 deg. at varying radius increasing from outlet of guide apparatus to its inlet. Ratio of minimum average and maximum radii of vane to diameter of vane cover disk ranges from 0.08 to 0.43. Ratio of thickness of vane to diameter of vane cover disk ranges from 0.01 to 0.29. Thickness of vane smoothly increases from inlet to outlet of guide apparatus. EFFECT: enhanced efficiency; increased pressure head of pump; extended working zone; improved form of Q-H pressure head characteristics. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению, преимущественно к конструкции ступени погружного центробежного насоса, и может быть использовано при добыче из скважин нефти, воды и других жидких сред. The invention relates to hydraulic engineering, mainly to the design of the submersible centrifugal pump stage, and can be used in the extraction of oil, water and other liquid media from wells.

Известен многоступенчатый центробежный насос, содержащий корпус, вал, на котором установлены центробежные колеса, на каждом из которых располагается радиальный направляющий аппарат, установленный в корпусе насоса (1). Known multi-stage centrifugal pump containing a housing, a shaft on which centrifugal wheels are mounted, on each of which there is a radial guide apparatus mounted in the pump housing (1).

В этом техническом решении в проточной части направляющих аппаратов установлены пластины такие, что в образующихся между ними каналах углы наклона стенок к соответствующим окружностям увеличиваются от входа к выходу, причем площадь, занимаемая пластинами на входном радиусе направляющего аппарата, по крайней мере, в несколько раз превышает площадь каналов между ними. In this technical solution, plates are installed in the flowing part of the guide vanes such that the angles of inclination of the walls to the respective circles in the channels formed between them increase from entrance to exit, and the area occupied by the plates at the entrance radius of the guide vanes is at least several times the area of the channels between them.

Конструкция предназначена для работы при большом напоре и малом расходе жидкости. В этом режиме удается повысить надежность работы многоступенчатого центробежного насоса и повысить его КПД, т.е. ограниченной зоне. Однако при функционировании в других режимах не удается улучшить технико-эксплуатационные характеристики, поскольку определяющими факторами для работы насоса в широкой области устойчивой характеристики во всем диапазоне подач являются, кроме параметров направляющего аппарата, особенности конструктивного выполнения рабочего колеса, а также параметры проточных каналов между рабочим колесом и направляющим аппаратом. The design is designed to work with high pressure and low fluid flow. In this mode, it is possible to increase the reliability of the multistage centrifugal pump and increase its efficiency, i.e. restricted area. However, when operating in other modes, it is not possible to improve the technical and operational characteristics, since the determining factors for the pump to operate in a wide range of stable characteristics in the entire supply range are, in addition to the parameters of the guide apparatus, the design features of the impeller, as well as the parameters of the flow channels between the impeller and guiding apparatus.

Известны также различные конструкции рабочих колес для центробежных насосов, содержащие ведущий диск, ведомый покрывной диск и лопасти, которые закреплены между ведущим диском и ведомым покрывным диском (2), (3), (4). Various impeller designs for centrifugal pumps are also known, comprising a drive disk, a driven cover disk and vanes that are secured between the drive disk and the driven cover disk (2), (3), (4).

В этих конструкциях решается задача оптимизации формы лопастей и их углов входа и выхода для повышения напора и КПД. Однако для обеспечения стабильной, устойчивой напорной характеристики Q-H, кроме оптимизации формы лопастей, необходимо обеспечить оптимальное преобразование кинематической (скоростной) энергии потока в потенциальную энергию давления. Это особенно важно для малодебитных скважинных насосов добычи нефти, у которых заниженное значение КПД, напора и ухудшенная нестабильная форма напорной характеристики. Только заданием формы лопастей рабочего колеса эту проблему решить не удается, так как необходимо также обеспечить оптимальную раскрутку рабочего потока, что может быть достигнуто только вполне определенной для конкретного рабочего колеса конструкцией направляющего аппарата, с установленными в нем лопатками, а также вполне определенным выбором проходных сечений для жидкостных потоков. Проходные сечения определяются соотношением количества лопастей и лопаток, выбором характеристических размеров рабочего колеса и направляющего аппарата. These designs solve the problem of optimizing the shape of the blades and their entry and exit angles to increase the pressure and efficiency. However, to ensure a stable, stable pressure characteristic of the Q-H, in addition to optimizing the shape of the blades, it is necessary to ensure the optimal conversion of the kinematic (velocity) energy of the flow into potential pressure energy. This is especially important for low-flow well oil production pumps, which have an underestimated efficiency, pressure and a deteriorated unstable form of pressure characteristic. This problem cannot be solved only by specifying the shape of the impeller blades, since it is also necessary to ensure optimal promotion of the working flow, which can be achieved only by the design of the guide apparatus, which is completely specific for a particular impeller, with the blades installed in it, as well as a well-defined choice of passage sections for liquid flows. Cross sections are determined by the ratio of the number of blades and blades, the choice of the characteristic dimensions of the impeller and the guide apparatus.

Наиболее близким является многоступенчатый центробежный насос, содержащий ступень, выполненную из рабочего колеса, установленного на валу и выполненного в виде ведущего диска, ведомого покрывного диска и лопастей, которые закреплены между передней поверхностью ведущего диска и ведомым покрывным диском, и из направляющего аппарата, выполненного в виде лопаточного покрывного диска, цилиндрической обоймы и лопаток, причем лопаточный покрывной диск направляющего аппарата установлен со стороны задней поверхности ведущего диска рабочего колеса, цилиндрическая обойма направляющего аппарата выполнена с кольцеобразной стенкой, расположенной поперечно, внутри цилиндрической обоймы установлены рабочее колесо и лопаточный покрывной диск, а лопатки закреплены в направляющем аппарате между кольцеобразной стенкой цилиндрической обоймы и лопаточным покрывным диском (5). The closest is a multistage centrifugal pump containing a stage made of an impeller mounted on a shaft and made in the form of a drive disk, a driven cover disk and vanes that are secured between the front surface of the drive disk and the driven cover disk, and from a guide device made in in the form of a blade cover disk, a cylindrical cage and blades, moreover, the blade cover disk of the guide apparatus is mounted on the side of the rear surface of the working drive disk wheels, a cylindrical cage of the guide apparatus is made with an annular wall located transversely, an impeller and a scapular covering disk are installed inside the cylindrical cage, and the blades are fixed in the guide apparatus between the annular wall of the cylindrical cage and the scapular covering disk (5).

В этом устройстве ведомый покрывной диск выполнен удлиненным и расположен с минимальным зазором относительно внутренней стенки цилиндрической обоймы, а отношение ширины лопастей на выходе из рабочего колеса к расстоянию от их выходных кромок до внутренней стенки цилиндрической обоймы равно 0,8 - 1,2. Это позволяет повысить КПД ступени за счет снижения гидравлических потерь, однако незначительной, но не позволяет устранить отмеченные выше недостатки других насосов такие, как нестабильность напорной характеристики, расширение диапазона подач, повышение КПД и напора во всем рабочем диапазоне. In this device, the driven cover disk is made elongated and located with a minimum clearance relative to the inner wall of the cylindrical cage, and the ratio of the width of the blades at the exit of the impeller to the distance from their output edges to the inner wall of the cylindrical cage is 0.8 - 1.2. This allows you to increase the efficiency of the stage by reducing hydraulic losses, but insignificant, but does not allow to eliminate the disadvantages of other pumps noted above, such as instability of the pressure characteristics, expansion of the flow range, increased efficiency and pressure in the entire operating range.

Решаемая изобретением задача - повышение технико-эксплуатационных качеств. The problem solved by the invention is the improvement of technical and operational qualities.

Технический результат, который получен при выполнении устройства, - увеличение КПД и напорности, расширение рабочей зоны и улучшение формы напорной характеристики Q - Н. The technical result that was obtained when the device was implemented was an increase in efficiency and pressure, an expansion of the working zone and an improvement in the shape of the pressure characteristic Q - N.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном многоступенчатом центробежном насосе, содержащем ступень, выполненную из рабочего колеса, установленного на валу и выполненного в виде ведущего диска, ведомого покрывного диска и лопастей, которые закреплены между передней поверхностью ведущего диска и ведомым покрывным диском, и из направляющего аппарата, выполненного в виде лопаточного покрывного диска, цилиндрической обоймы и лопаток, причем лопаточный покрывной диск направляющего аппарата установлен со стороны задней поверхности ведущего диска рабочего колеса, цилиндрическая обойма направляющего аппарата выполнена с кольцеобразной стенкой, расположенной поперечно, внутри цилиндрической обоймы установлены рабочее колесо и лопаточный покрывной диск, а лопатки закреплены в направляющем аппарате между кольцеобразной стенкой цилиндрической обоймы и лопаточным покрывным диском, согласно изобретению отношение количества лопастей к количеству лопаток выбрано равным 1,75, отношение ширины лопастей к ширине лопаток выбрано в диапазоне от 0,75 до 0,95, отношение диаметра рабочего колеса и/или диаметра лопаточного покрывного диска к внутреннему диаметру цилиндрической обоймы над ними выбрано в диапазоне от 0,92 до 0,97, каждая из лопастей рабочего колеса выполнена с углом охвата от 98o до 104o и с переменным радиусом, плавно увеличивающимся от входа рабочего колеса, расположенном ближе к центру ведущего диска, к выходу рабочего колеса, расположенного ближе к периферии ведущего диска, причем переменный радиус лопасти выбран в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса лопасти и максимального среднего радиуса лопасти к диаметру ведущего диска - в диапазоне от 0,27 до 0,81, а отношение толщины лопасти к диаметру ведущего диска - от 0,027 до 0,06, каждая из лопаток направляющего аппарата выполнена с углом охвата от 130o до 134o и с переменным радиусом, увеличивающимся от выхода направляющего аппарата, расположенного ближе к центру лопаточного покрывного диска, к входу направляющего аппарата, расположенного ближе к периферии лопаточного покрывного диска, причем переменный радиус лопатки выбран в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса лопатки и максимального среднего радиуса лопатки к диаметру лопаточного покрывного диска - в диапазоне от 0,08 до 0,43, а отношение толщины лопатки к диаметру лопаточного покрывного диска - от 0,01 до 0,29, при этом толщина лопатки выполнена плавно увеличивающейся от входа направляющего аппарата к его выходу.To solve the problem with the achievement of the specified technical result in a well-known multistage centrifugal pump containing a stage made of an impeller mounted on a shaft and made in the form of a drive disk, a driven cover disk and blades, which are fixed between the front surface of the drive disk and the driven cover disk , and from a guide vane made in the form of a scapular cover disk, a cylindrical cage and vanes, the scapular cover disk of the guide appar This is installed on the rear surface of the driving disk of the impeller, the cylindrical cage of the guide apparatus is made with an annular wall located transversely, the impeller and the blade cover disc are installed inside the cylindrical cage, and the blades are fixed in the guide apparatus between the ring-shaped wall of the cylindrical cage and the blade cover disc, according to the invention, the ratio of the number of blades to the number of blades is selected to be 1.75, the ratio of the width of the blades to the width of the blades is selected about in the range from 0.75 to 0.95, the ratio of the diameter of the impeller and / or the diameter of the blade cover disk to the inner diameter of the cylindrical cage above them is selected in the range from 0.92 to 0.97, each of the impeller blades is made with an angle coverage from 98 o to 104 o and with a variable radius, gradually increasing from the entrance of the impeller, located closer to the center of the drive disk, to the output of the impeller, located closer to the periphery of the drive disk, and the variable radius of the blade is selected in the range in which the ratio is minimal about the average radius of the blade and the maximum average radius of the blade to the diameter of the drive disk is in the range from 0.27 to 0.81, and the ratio of the thickness of the blade to the diameter of the drive disk is from 0.027 to 0.06, each of the blades of the guide apparatus is made with a coverage angle from 130 o to 134 o and the variable-radius increasing from the outlet guide vane disposed closer to the center of coating bladed disc to the input guide apparatus located closer to the periphery of the disc blade coating, wherein the variable blade radius chosen di- a range in which the ratio of the minimum average radius of the blade and the maximum average radius of the blade to the diameter of the blade cover disk is in the range from 0.08 to 0.43, and the ratio of the thickness of the blade to the diameter of the blade cover blade is from 0.01 to 0.29, the thickness of the blade is made smoothly increasing from the entrance of the guide apparatus to its output.

Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- угол входа лопасти был выбран в интервале от 15o до 30o, а ее угол выхода - от 28o до 35o;
- угол входа лопатки был выбран в интервале от 6o до 12o, а ее угол выхода - от 85o до 95o;
- поверхность ведомого покрывного диска, обращенная к ведущему диску рабочего колеса, была скошена под углом от 2o до 4o от входа рабочего колеса к его выходу.
Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:
- the angle of entry of the blade was selected in the range from 15 o to 30 o , and its angle of exit from 28 o to 35 o ;
- the angle of entry of the blade was selected in the range from 6 o to 12 o , and its angle of exit from 85 o to 95 o ;
- the surface of the driven cover disk facing the leading disk of the impeller was beveled at an angle from 2 o to 4 o from the entrance of the impeller to its output.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения с ссылками на прилагаемые фигуры. These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best embodiment with reference to the accompanying figures.

Фиг. 1 изображает две последовательные ступени многоступенчатого центробежного насоса;
фиг. 2 - одну ступень, увеличено на фиг. 1;
фиг. 3 - рабочее колесо;
фиг. 4 - направляющий аппарат;
фиг. 5 - напорные характеристики Q-H для заявленного устройства и известных;
фиг. 6 - зависимость КПД % для заявленного устройства и известных.
FIG. 1 shows two successive stages of a multistage centrifugal pump;
FIG. 2 - one step, enlarged in FIG. 1;
FIG. 3 - impeller;
FIG. 4 - guiding apparatus;
FIG. 5 - pressure characteristics QH for the claimed device and known;
FIG. 6 - dependence of efficiency% for the claimed device and known.

Многоступенчатый "центробежный насос (фиг. 1, 2) содержит, по меньшей мере, две ступени 1. Ступени 1 расположены вдоль вала 2 последовательно (фиг. 1). Ступень 1 (фиг. 1, 2) выполнена из рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4. Рабочее колесо 3 установлено на валу 2 и выполнено в виде ведущего диска 5, ведомого покрывного диска 6 и лопастей 7. Лопасти 7 закреплены между ведущим диском 5 и ведомым покрывным диском 6 на передней поверхности 8 ведущего диска 5, обращенной к ведомому покрывному диску 6. Направляющий аппарат 4 выполнен в виде лопаточного покрывного диска 9, цилиндрической обоймы 10 и лопаток 11. Лопаточный покрывной диск 9 установлен со стороны задней поверхности 12 ведущего диска 5 рабочего колеса 3. Цилиндрическая обойма 10 выполнена с кольцеобразной стенкой 13, расположенной поперечно. Внутри цилиндрической обоймы 10 установлены рабочее колесо 3 и лопаточный покрывной диск 9. Лопатки 11 закреплены в направляющем аппарате 4 между кольцеобразной стенкой 13 цилиндрической обоймы 10 и лопаточным покрывным диском 9. The multistage "centrifugal pump (Fig. 1, 2) contains at least two stages 1. The stages 1 are arranged along the shaft 2 in series (Fig. 1). The stage 1 (Fig. 1, 2) is made of the impeller 3 and the guide apparatus 4. The impeller 3 is mounted on the shaft 2 and is made in the form of a drive disk 5, a driven cover disk 6 and blades 7. The blades 7 are fixed between the drive disk 5 and the driven cover disk 6 on the front surface 8 of the drive disk 5 facing the driven cover disk 6. The guide apparatus 4 is made in the form of a blade coating disk 9, cylindrical cage 10 and blades 11. The blade cover disk 9 is installed on the side of the rear surface 12 of the driving disk 5 of the impeller 3. The cylindrical cage 10 is made with an annular wall 13 located transversely.Within the cylindrical cage 10, the impeller 3 and the blade cover disk 9. The blades 11 are fixed in the guide apparatus 4 between the annular wall 13 of the cylindrical cage 10 and the blade cover disk 9.

Отношение m количества k1 лопастей 7 к количеству k1 лопаток 11 выбрано m = k1/k2 = 1,75, например, k1 = 7, а k2 = 4. Отношение ширины bлк лопасти 7 к ширине bла лопатки 11 выбрано в диапазоне от 0,75 до 0,95. Отношение диаметра Dк рабочего колеса 3 (ведущего диска 5) и/или диаметра Da лопаточного покрывного диска к внутреннему диаметру D0 цилиндрической обоймы над ними выбрано в диапазоне от 0,92 до 0,97.The ratio m of the number of k 1 blades 7 to the number of k 1 blades 11 is selected m = k 1 / k 2 = 1.75, for example, k 1 = 7, and k 2 = 4. The ratio of the width b lx of the blade 7 to the width b la of the blade 11 is selected in the range of 0.75 to 0.95. The ratio of the diameter D to the impeller 3 (drive disk 5) and / or the diameter D a of the blade cover disk to the inner diameter D 0 of the cylindrical cage above them is selected in the range from 0.92 to 0.97.

Каждая из лопастей 7 рабочего колеса 3 (фиг.3) выполнена с углом Θ охвата от 98o до 104o и с переменным радиусом R1. Средний переменный радиус R1 выбран плавно увеличивающимся от входа рабочего колеса 2, расположенного ближе к центру ведущего диска 5, к выходу рабочего колеса 3, расположенного ближе к периферии ведущего диска 5. Переменный радиус R1 лопасти 7 находится в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса rmin1 лопасти 7 и максимального среднего радиуса rmax1 лопасти 7 к диаметру Dк ведущего диска 5 выбрано в диапазоне от 0,27 до 0,81. Отношение толщины t1 лопасти 7 к диаметру Dк ведущего диска выбрано от 0,027 до 0,06.Each of the blades 7 of the impeller 3 (figure 3) is made with an angle Θ of coverage from 98 o to 104 o and with a variable radius R 1 . The average variable radius R 1 is selected to gradually increase from the entrance of the impeller 2, located closer to the center of the drive disk 5, to the output of the impeller 3, located closer to the periphery of the drive disk 5. The variable radius R 1 of the blade 7 is in the range in which the ratio of the minimum the average radius r min1 of the blade 7 and the maximum average radius r max1 of the blade 7 to the diameter D to the drive disk 5 is selected in the range from 0.27 to 0.81. The ratio of the thickness t 1 of the blade 7 to the diameter D to the drive disk is selected from 0.027 to 0.06.

Каждая из лопаток 11 направляющего аппарата 4 (фиг. 4) выполнена с углом φ охвата от 130o до 134o и с переменным радиусом R2, плавно увеличивающимся от выхода направляющего аппарата 4, расположенного ближе к центру лопаточного покрывного диска 9, к входу направляющего аппарата 4, расположенного ближе к периферии лопаточного покрывного диска 4. Переменный радиус R2 лопатки 11 выбран в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса rmin2 лопатки 11 и максимального среднего радиуса rmax2 лопатки 11 к диаметру Da лопаточного покрывного диска 9 находится в диапазоне от 0,08 до 0,43. Отношение толщины t2 лопатки 11 к диаметру Da лопаточного покрывного диска 9 выбрано в диапазоне от 0,01 до 0,29. При этом толщина t2 лопатки 11 выполнена плавно увеличивающейся от входа направляющего аппарата 4 к его выходу.Each of the blades 11 of the guide apparatus 4 (Fig. 4) is made with a coverage angle φ from 130 o to 134 o and with a variable radius R 2 gradually increasing from the exit of the guide apparatus 4, located closer to the center of the blade cover disc 9, to the entrance of the guide apparatus 4, located closer to the periphery of the blade cover 4. The variable radius R 2 of the blade 11 is selected in the range in which the ratio of the minimum average radius r min2 of the blade 11 and the maximum average radius r max2 of the blade 11 to the diameter D a of the blade cover 9 n ranges from 0.08 to 0.43. The ratio of the thickness t 2 of the blade 11 to the diameter D a of the blade cover disk 9 is selected in the range from 0.01 to 0.29. Moreover, the thickness t 2 of the blade 11 is made smoothly increasing from the input of the guide apparatus 4 to its output.

Как показали исследования, если перечисленные параметры рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4 выполнены в указанных диапазонах, то удается решить поставленную задачу с достижением технического результата. As studies have shown, if the listed parameters of the impeller 3 and the guide apparatus 4 are made in the indicated ranges, then it is possible to solve the problem with the achievement of the technical result.

Для дополнительного улучшения технико-эксплуатационных характеристик многоступенчатого центробежного насоса целесообразно, чтобы в каждой из ступеней 1:
угол β1 входа с рабочей стороны лопасти 7 рабочего колеса 3 был выбран в интервале от 15o до 30o, а ее угол γ2 выхода - от 28o до 35o (фиг. 3);
угол α1 входа лопатки 11 выбран в интервале от 6o до 12o, а ее угол α2 выхода - от 85o до 95o (фиг. 4).
To further improve the technical and operational characteristics of a multistage centrifugal pump, it is advisable that in each of the stages 1:
the input angle β 1 from the working side of the blade 7 of the impeller 3 was selected in the range from 15 o to 30 o , and its exit angle γ 2 from 28 o to 35 o (Fig. 3);
the angle α 1 of the inlet of the blade 11 is selected in the range from 6 o to 12 o , and its angle α 2 of the exit is from 85 o to 95 o (Fig. 4).

Для обеспечения безотрывного поворота потока в осевом направлении на выходе рабочего колеса 3 поверхность ведомого покрывного диска 6, обращенная к ведущему диску 5 рабочего колеса 3, скошена под углом от 2oC до 4o от входа рабочего колеса 3 к его выходу (фиг. 2).To ensure continuous rotation of the flow in the axial direction at the exit of the impeller 3, the surface of the driven cover disk 6 facing the leading disk 5 of the impeller 3 is beveled at an angle of 2 ° C to 4 ° from the entrance of the impeller 3 to its output (Fig. 2 )

Для уменьшения сил трения, возникающих при вращении рабочего колеса 3, в конструкцию введены втулки (фиг. 1), выполняющие функцию индивидуальных опор, одна из которых, например втулка 14, установлена между задней поверхностью 12 ведущего диска 5 и лопаточным покрывным диском 9. Другая втулка 15 установлена между ведомым покрывным диском 6 и задней поверхностью кольцеобразной стенки 13 цилиндрической обоймы 10. Рабочее колесо 3 выполнено плавающим, для этого ведущий диск 5 установлен на валу 2 с возможностью его продольного перемещения. To reduce the friction forces arising from the rotation of the impeller 3, bushings are introduced into the structure (Fig. 1), which function as individual bearings, one of which, for example, sleeve 14, is installed between the rear surface 12 of the drive disk 5 and the blade cover disk 9. Another the sleeve 15 is installed between the driven cover disk 6 and the rear surface of the annular wall 13 of the cylindrical holder 10. The impeller 3 is made floating, for this the drive disk 5 is mounted on the shaft 2 with the possibility of longitudinal movement.

Работает многоступенчатый центробежный насос (фиг. 1-4) следующим образом. A multistage centrifugal pump (Fig. 1-4) operates as follows.

Перекачиваемая жидкость поступает в тракты между лопастями 7 вращающегося рабочего колеса 3 и движется от его центра к периферии. За счет выбора количества лопастей 7 k1 = 7, удовлетворяющего указанному отношению m с количеством лопаток 11 k2 = 4, и выполнения лопастей 7 с описанной формой и размерами удается оптимизировать проходные сечения каналов между лопастями 7, обеспечить отсутствие вихревых зон, пульсацию потока между лопастями 7 и устранить струйные режимы неравномерного выброса потока из рабочего колеса 3, что обеспечивает первоначальное приращение напора и КПД.The pumped liquid enters the paths between the blades 7 of the rotating impeller 3 and moves from its center to the periphery. By choosing the number of blades 7 k 1 = 7, which satisfies the indicated ratio m with the number of blades 11 k 2 = 4, and performing the blades 7 with the described shape and dimensions, it is possible to optimize the passage sections of the channels between the blades 7, to ensure the absence of vortex zones, the flow pulsation between blades 7 and eliminate the jet regimes of uneven discharge of the flow from the impeller 3, which provides the initial pressure increment and efficiency.

Ширина bлк лопасти 7 выбрана меньшей, чем ширина bла лопатки 11, в их отношении в диапазоне от 0,75 до 0,95, например, если ширина bла лопатки 11 выбрана 4 мм, то ширина bлк лопасти 7 может быть от 3 мм до 3,8 мм. Количество лопаток 7 k1 = 7 выбрано большим, чем количество лопастей 11 k2 = 4, поэтому при указанном отношении наружного диаметра Dк рабочего колеса 3 и/или наружного диаметра Da лопаточного покрывного диска 9 к внутреннему диаметру D0 цилиндрической обоймы 10 в области между выходом из рабочего колеса 3 и входом в направляющий аппарат 4 поток притормаживается, что способствует безвихревому повороту потока и его безударному входу в направляющий аппарат 4, при этом происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию давления потока с минимальными потерями.The width b lx of the blade 7 is selected smaller than the width b la of the blade 11, in their ratio in the range from 0.75 to 0.95, for example, if the width b la of the blade 11 is selected 4 mm, then the width b lx of the blade 7 can be from 3 mm to 3.8 mm. The number of blades 7 k 1 = 7 is chosen larger than the number of blades 11 k 2 = 4, therefore, with the indicated ratio of the outer diameter D to the impeller 3 and / or the outer diameter D a of the blade cover disk 9 to the inner diameter D 0 of the cylindrical ferrule 10 in the area between the exit of the impeller 3 and the entrance to the guide apparatus 4, the flow is braked, which contributes to the irrotational rotation of the flow and its shockless entry into the guide apparatus 4, and the kinetic energy is converted into potential pressure energy p outflow with minimal loss.

В целом, выбранные соотношения элементов рабочего колеса 3 и направляющего аппарата 4 как на выходе потока из рабочего колеса 3 - входе в направляющий аппарат 4 одной ступени 1, так и на выходе из направляющего аппарата 4 - входе в рабочее колесо 3 следующей ступени 1 обеспечивают минимальные гидравлические потери потока, приращение напора и, соответственно, КПД (особенно это важно для зоны малых подач) и расширение эффективной рабочей зоны заявленного устройства, со стабильной, устойчивой непрерывно падающей напорной характеристикой Q-H (фиг.5). In general, the selected ratios of the elements of the impeller 3 and the guiding apparatus 4 both at the outlet of the flow from the impeller 3 — entering the guiding apparatus 4 of one stage 1, and at the outlet of the guiding apparatus 4 — entering the impeller 3 of the next stage 1 provide the minimum hydraulic flow losses, pressure increment and, accordingly, efficiency (this is especially important for the small feed zone) and the expansion of the effective working zone of the claimed device, with a stable, steady continuously falling pressure characteristic QH (Fig. 5).

Испытания показали, что заявленный многоступенчатый центробежный насос имеет улучшенные технико- эксплуатационные характеристики (фиг. 5, 6). Это позволяет эксплуатировать один и тот же насос при работе в различных расходных режимах, что расширяет его функциональные возможности. На фиг. 5, 6 показаны характеристики: А - для заявленного устройства, В - для насоса ЭЦНМ5-30 "БОРЕЦ", С - для насоса ЭЦНМ5- 20 "АЛНАС", D - для насоса DN280 "REDA". Как видно из представленных характеристик, рабочая область эксплуатации насоса по сравнению с другими насосами может быть расширена, а при одинаковых значениях расхода Q заявленное устройство имеет улучшенные параметры напора и КПД. Tests have shown that the claimed multi-stage centrifugal pump has improved technical and operational characteristics (Fig. 5, 6). This allows you to operate the same pump when working in different flow rates, which expands its functionality. In FIG. 5, 6 the characteristics are shown: A - for the claimed device, B - for the ETsNM5-30 "BORETS" pump, C - for the ETsNM5-20 "ALNAS" pump, D - for the DN280 "REDA" pump. As can be seen from the presented characteristics, the operating area of the pump compared to other pumps can be expanded, and with the same values of flow Q, the claimed device has improved head and efficiency parameters.

Наиболее успешно заявленный многоступенчатый центробежный насос может быть промышленно применим для использования в качестве скважинного насоса для добычи нефти. The most successfully claimed multistage centrifugal pump may be industrially applicable for use as a well pump for oil production.

Источники информации:
1. Патент Российской Федерации N 2103555, F 04 D 1/06, опубл. 1998 г.
Sources of information:
1. Patent of the Russian Federation N 2103555, F 04 D 1/06, publ. 1998 year

2. Заявка Франции N 2575235, F 04 D 29/22, опубл. 1986 г. 2. Application of France N 2575235, F 04 D 29/22, publ. 1986 year

3. Авторское свидетельство СССР N 1435847, F 04 D 29/24, опубл. 1988 г. 3. Copyright certificate of the USSR N 1435847, F 04 D 29/24, publ. 1988 year

4. Авторское свидетельство СССР N 1786295, F 04 D 29/24, опубл. 1993 г. 4. Copyright certificate of the USSR N 1786295, F 04 D 29/24, publ. 1993 year

5. Авторское свидетельство СССР N 1008503, F 04 D 29/00, опубл. 1983 г. 5. Copyright certificate of the USSR N 1008503, F 04 D 29/00, publ. 1983 year

Claims (4)

1. Многоступенчатый центробежный насос, содержащий ступень, выполненную из рабочего колеса, установленного на валу и выполненного в виде ведущего диска, ведомого покрывного диска и лопастей, которые закреплены между передней поверхностью ведущего диска и ведомым покрывным диском, и из направляющего аппарата, выполненного в виде лопаточного покрывного диска, цилиндрической обоймы и лопаток, причем лопаточный покрывной диск направляющего аппарата установлен со стороны задней поверхности ведущего диска рабочего колеса, цилиндрическая обойма направляющего аппарата выполнена с кольцеобразной стенкой, расположенной поперечно, внутри цилиндрической обоймы установлены рабочее колесо и лопаточный покрывной диск, а лопатки закреплены в направляющем аппарате между кольцеобразной стенкой цилиндрической обоймы и лопаточным покрывным диском, отличающийся тем, что отношение количества лопастей к количеству лопаток выбрано равным 1,75, отношение ширины лопастей к ширине лопаток - в диапазоне 0,75 - 0,95, отношение диаметра рабочего колеса и/или диаметра лопаточного покрывного диска к внутреннему диаметру цилиндрической обоймы над ними - в диапазоне 0,92 - 0,97, каждая из лопастей рабочего колеса выполнена с углом охвата 98 - 104o и с переменным радиусом, плавно увеличивающимся от входа рабочего колеса, расположенного ближе к центру ведущего диска, к выходу рабочего колеса, расположенного ближе к периферии ведущего диска, причем переменный радиус лопасти выбран в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса лопасти и максимального среднего радиуса лопасти к диаметру ведущего диска - в диапазоне 0,27 - 0,81, а отношение толщины лопасти к диаметру ведущего диска - 0,027 - 0,06, каждая из лопаток направляющего аппарата выполнена с углом охвата 130 - 134o и с переменным радиусом, увеличивающимся от выхода направляющего аппарата, расположенного ближе к центру лопаточного покрывного диска, к входу направляющего аппарата, расположенного ближе к периферии лопаточного покрывного диска, причем переменный радиус лопатки выбран в диапазоне, в котором отношение минимального среднего радиуса лопатки и максимального среднего радиуса лопатки к диаметру лопаточного покрывного диска - в диапазоне 0,08 - 0,43, а отношение толщины лопатки к диаметру лопаточного покрывного диска - 0,01 - 0,29, при этом толщина лопатки выполнена плавно увеличивающейся от входа направляющего аппарата к его выходу.1. A multistage centrifugal pump comprising a stage made of an impeller mounted on a shaft and made in the form of a drive disk, a driven cover disk and vanes that are fixed between the front surface of the drive disk and the driven cover disk, and from a guide apparatus made in the form a blade cover disk, a cylindrical cage and blades, and the blade cover disk of the guide apparatus is installed on the side of the rear surface of the driving disk of the impeller, cylindrical about the cage of the guide apparatus is made with an annular wall located transversely, an impeller and a blade cover disk are installed inside the cylindrical cage, and the blades are fixed in the guide apparatus between the ring-shaped wall of the cylindrical cage and the blade cover disk, characterized in that the ratio of the number of blades to the number of blades is chosen equal 1.75, the ratio of the width of the blades to the width of the blades is in the range of 0.75 - 0.95, the ratio of the diameter of the impeller and / or the diameter of the blade cover disc to the inner diameter of the cylindrical cage above them - in the range of 0.92 - 0.97, each of the impeller blades is made with a coverage angle of 98 - 104 o and with a variable radius gradually increasing from the impeller inlet located closer to the center of the drive disk, to the output of the impeller, located closer to the periphery of the driving disk, and the variable radius of the blade is selected in the range in which the ratio of the minimum average radius of the blade and the maximum average radius of the blade to the diameter of the driving disk is in the range 0.27 - 0.81, and relative ix blade thickness to the diameter of the drive disk - 0,027 - 0,06, each of the guide blades is made with the angle of coverage of 130 - 134 o and the variable-radius increasing from the outlet guide vane disposed closer to the center of coating bladed disc to the input guide apparatus located closer to the periphery of the scapular covering disk, and the variable radius of the scapula is selected in the range in which the ratio of the minimum average radius of the scapula and the maximum average radius of the scapula to the diameter of the scapula the jaw disk is in the range of 0.08 - 0.43, and the ratio of the blade thickness to the diameter of the blade cover disk is 0.01 - 0.29, while the thickness of the blade is made smoothly increasing from the input of the guide apparatus to its output. 2. Многоступенчатый центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что угол входа лопасти выбран в интервале 15 - 30o, а ее угол выхода - 28 - 35o.2. The multistage centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the angle of entry of the blade is selected in the range of 15 - 30 o , and its outlet angle is 28 - 35 o . 3. Многоступенчатый центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что угол входа лопатки выбран в интервале 6 - 12o, а ее угол выхода - 85 - 95o.3. The multistage centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the blade inlet angle is selected in the range of 6 - 12 o , and its outlet angle is 85 - 95 o . 4. Многоступенчатый центробежный насос по п.1, отличающийся тем, что поверхность ведомого покрывного диска, обращенная к ведущему диску рабочего колеса, скошена под углом 2 - 4o от входа рабочего колеса к его выходу.4. The multistage centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the surface of the driven cover disk facing the leading disk of the impeller is beveled at an angle of 2 - 4 o from the entrance of the impeller to its output.
RU2000105124/06A 2000-03-02 2000-03-02 Multistage centrifugal pump RU2161737C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105124/06A RU2161737C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Multistage centrifugal pump
AU50696/01A AU5069601A (en) 2000-03-02 2001-02-27 Sinking multistage centrifugal pump
PCT/RU2001/000085 WO2001065119A1 (en) 2000-03-02 2001-02-27 Sinking multistage centrifugal pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105124/06A RU2161737C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Multistage centrifugal pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2161737C1 true RU2161737C1 (en) 2001-01-10

Family

ID=20231310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105124/06A RU2161737C1 (en) 2000-03-02 2000-03-02 Multistage centrifugal pump

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU5069601A (en)
RU (1) RU2161737C1 (en)
WO (1) WO2001065119A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA009266B1 (en) * 2006-06-06 2007-12-28 Акиф Намазали оглы Мирзалиев Submersible centrifugal electric pump
RU2472973C1 (en) * 2011-07-01 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Бугульминский элекронасосный завод" Optimisation method of geometrical parameters of flow passages of stages of submersible centrifugal pump with low flow rate
RU2491448C2 (en) * 2011-11-24 2013-08-27 Публичное акционерное общество "Сумский завод насосного и энергетического машиностроения "Насосэнергомаш" (АО "Сумский завод "Насосэнергомаш") Rotary pump impeller
RU169497U1 (en) * 2016-10-03 2017-03-21 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU170838U1 (en) * 2016-09-16 2017-05-11 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU170908U1 (en) * 2016-10-03 2017-05-15 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU2649161C2 (en) * 2016-09-16 2018-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") Horizontal stage chamber multiple-impeller pump
RU2661801C1 (en) * 2017-07-10 2018-07-19 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС" Rotary pump impeller
RU2727223C1 (en) * 2019-12-11 2020-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method of profiling the elements of the flowing part of the blade machine
RU204975U1 (en) * 2020-12-28 2021-06-21 Публичное акционерное общество «Транснефть» (ПАО «Транснефть») Multistage centrifugal pump

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007140549A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-13 Akif Namazali Oglu Mirzaliyev The well rotary electric pump
US8998582B2 (en) * 2010-11-15 2015-04-07 Sundyne, Llc Flow vector control for high speed centrifugal pumps

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS175720B1 (en) * 1974-04-01 1977-05-31
SU1008503A1 (en) * 1981-10-30 1983-03-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Submersible centrifugal pump stage
US5344285A (en) * 1993-10-04 1994-09-06 Ingersoll-Dresser Pump Company Centrifugal pump with monolithic diffuser and return vane channel ring member
RU2103555C1 (en) * 1996-02-08 1998-01-27 Трулев Алексей Владимирович Multiply stage centrifugal pump
RU8062U1 (en) * 1997-12-25 1998-10-16 Рабинович Александр Исаакович SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP STEP

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA009266B1 (en) * 2006-06-06 2007-12-28 Акиф Намазали оглы Мирзалиев Submersible centrifugal electric pump
RU2472973C1 (en) * 2011-07-01 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Бугульминский элекронасосный завод" Optimisation method of geometrical parameters of flow passages of stages of submersible centrifugal pump with low flow rate
RU2491448C2 (en) * 2011-11-24 2013-08-27 Публичное акционерное общество "Сумский завод насосного и энергетического машиностроения "Насосэнергомаш" (АО "Сумский завод "Насосэнергомаш") Rotary pump impeller
RU170838U1 (en) * 2016-09-16 2017-05-11 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU2649161C2 (en) * 2016-09-16 2018-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") Horizontal stage chamber multiple-impeller pump
RU169497U1 (en) * 2016-10-03 2017-03-21 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU170908U1 (en) * 2016-10-03 2017-05-15 Закрытое акционерное общество "РИМЕРА" ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP STEP
RU2661801C1 (en) * 2017-07-10 2018-07-19 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС" Rotary pump impeller
RU2727223C1 (en) * 2019-12-11 2020-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method of profiling the elements of the flowing part of the blade machine
RU204975U1 (en) * 2020-12-28 2021-06-21 Публичное акционерное общество «Транснефть» (ПАО «Транснефть») Multistage centrifugal pump

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001065119A1 (en) 2001-09-07
AU5069601A (en) 2001-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2161737C1 (en) Multistage centrifugal pump
US3771900A (en) Graduated screw pump
EP1532367B1 (en) Centrifugal impeller and pump apparatus
RU2677299C1 (en) Guide device for centrifugal multi-stage pump
RU2402695C1 (en) Distributor of radial-flow multistage pump
RU2122653C1 (en) Submersible electric pumping unit
RU2376500C2 (en) Impeller of submerged centrifugal pump stage
RU2692941C1 (en) Centrifugal pump impeller for gas-liquid media
SU1435847A1 (en) Centrifugal suction dredge impeller
RU2676168C1 (en) Guide vane for centrifugal multi-stage pump
CN114857035A (en) Sealing structure for centrifugal pump
US4655680A (en) Continuous blade axial-flow friction drag pump
RU2209345C2 (en) Stage of multistage submersible centrifugal pump
RU2209347C2 (en) Dispersing stage of submersible multistage centrifugal pump
RU2303167C1 (en) Stage of submersible centrifugal pump for production of oil
RU2823419C1 (en) Multistage multiphase pump (versions) and method of pumping gas-liquid mixture using it
RU2269032C2 (en) Stage of submersible multistage centrifugal pump
RU2050475C1 (en) Centrifugal pump
RU221391U1 (en) Multistage pump
RU72733U1 (en) MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP GUIDELINES
RU2511974C1 (en) Pump assembly of turbo-pump unit, and automatic axial rotor unloading mechanism of turbo-pump unit
RU2406881C1 (en) Diffuser of multi-stage centrifugal pump
RU2209346C2 (en) Stge of multistage sbmersible centrifugal oil-wellpump
RU2197644C1 (en) Centrifugal pump impeller
RU2196257C2 (en) Impeller of centrifugal multi-stage pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120303